基于单片机控制的多功能智能化温度测量仪设计.doc

多功能智能化温度测量仪设计

摘要：本文主要介绍了温度的自动测量，包括温度传感器、单片机接口及其应用软件的

设计，大体分为以下几大部分：介绍了国内外温度检测技术和特种测温一钢水温度检测

的发展现状，并且分析了温度检测技术的未来发展方向；根据实际使用要求设计了相应

的单片机硬件系统，该系统能够实现数据采集、 数据处理、温度值的在线显示以及时钟

电路的时间显示；简略介绍了该仪表的软件部分；对该温度仪表的未来发展进行了展望。

多功能智能化温度测量仪是以 8051 单片机系统和温度检测元件一 AD590 相结合的

Measure Instrument

Abstract：The thesis introduces automatical measurement of temperature，including

divided into some parts ： It introduces the development of temperature measurement and

Temperature measuring 一 measurement of molten steel's temperature ， as the development

direction of temperature measurement in the future；According to the practical demands, I

design corresponding hardware system；The system can realize data acquisition，showing of

The multifunctional intellectual temperature measure instrument introduced by the

component 一 AD590. The mathematic model is appropriate，and measurement method is

easy to be excuted. The electronic components used are anti 一 jamming，less zero-drift and

less temperature-drift. The instrument is convenient and applicabale，it is steady，reliable and

so fit to use. At the same time, it has larger scope of measurement and it can be used in many

kinds of object measured. It has intellectualized the process

Single-chip Microcomputer

传感器与 PIC 微处理器有机结合,构成了一种新型智能化温度检测系统。该系统具有性

能可靠、测温准确、结构简单、造价低廉等特点,并兼具线路简捷、使用灵活、抗干扰

性好、可移植性强等优点,可在工程实际中得到广泛应用。

CPU功能的大规模集成电路芯片就称之为微处理器（MPU）。微处理器的出现，推动了

微型计算机的发展，同时也引起了电子设计技术领域的探到变革—电子技术专业人员，

使之可以把微处理器部件像其他集成电路一样嵌入到电子系统中，使电子系统具有可

编程序的智能化特点，开辟了计算机技术在电子技术领域应用的广阔大地。

将微处理器、存储器、I/O电路集成到一块半导体芯片的技术再次推动了这种嵌

入式技术的发展，单片微型计算机是这种设计技术中的一个典型代表。单片机适用于

数字钟和温度测量部分的通过键盘进行控制。

1.2.1 国内外测温技术现状

测使用的温度计种类繁多，应用范围也较广泛，大致包括以下几种方法。

(1)利用物体热胀冷缩原理制成的温度计。利用此原理制成的温度计大致分成

(2)利用热电效应技术制成的温度检测元件。利用此技术制成的温度检测元件主要是

(3)利用热阻效应技术制成的温度计。用此技术制成的温度计大致可分成以下几种:

随着工业生产效率的不断提高，自动化水平与范围也不断扩大，因而对温度检测技

术的要求也愈来愈高，一般可以归纳以下几方面。

量超高温与超低温。尤其是液化气体的极低温度检测更为迫切，如IOK 以 下 的温度检

测是当前重点研究课题。

品 ，以满足于用户需要。同时利用新的检测技术制造出新的产品。

(4) 适应特殊环境的测温。在许多场合中的温度检测器有特殊要求，例如防爆、防硫 、

耐 磨等性能要求;又如移动物体和高速旋转物体的测温、钢水的连续测温 、 火 焰温度

检测等。

(5) 显示数字化。温度仪表向数字化方向发展。其最大优点是直观、无度数误差、分辨

率 高 、测量误差小，因而有广阔的销售市场。

(6)标定自动化。应用计算机技术，快速、准确、自动地标定温度检测器。

根据上述要求，国内外温度仪表制造商将向以下几方面发展[1]。

(1) 继续生产量大面广的传统温度检测元件，如:热电偶、热电阻、热敏电阻等。

(2) 加强新原理、新材料、新工艺的开发。如近来己开发的炭化硅薄膜热敏电阻温度 检

用的温度计种类繁多，应用范围也较广泛，大致包括以下几种方法：

玻璃温度计、双金属温度计、压力式温度计。

电 偶。热电偶发展较早，比较成熟，至今仍为应用最广泛检测元件之一。 热 电 偶具

有结构简单、制作方便、测量范围宽、精度高、热惯性小等特点， 因 此 广泛作为温度

传感器的敏感元件。

(3) 利用热阻效应技术制成的温度计。用此技术制成的温度计大致可分成以下几种: 电

(4) 利用热辐射原理制成的高温计。热辐射高温计通常分为两种:一种是单色辐射高 温

本身的性质，能将它吸收、透过或反射。

和发展起来的。严格的说，对单片机目前还没有严格确切的定义。

1.3.1 单片机的历史

如果将 8 位单片机的推出作为起点，那么单片机的发展历史大致可分为以下几个阶

段

（1）第一阶段（1976-1978）：单片机的控索阶段。以 Intel 公司的 MCS-48 为代表。

MCS-48 的推出是在工控领域的控索，参与这一控索的公司还有 Motorola 、Zilog 等，

都取得了满意的效果。这就是 SCM 的诞生年代，“单机片”一词即由此而来。

（2）第二阶段（1978-1982）单片机的完善阶段。Intel 公司在 MCS-48 基础上

推出了完善的、典型的单片机系列 MCS-51。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型

单片机体系结构。